Текст книги "Тайны открытий XX века"

Автор книги: Александр Волков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 28 (всего у книги 38 страниц)

История и комментарии: под несчастливой звездой

Среди гипотез, объясняющих причину, по которой популяции древних гоминидов разбрелись по свету, есть и неожиданные. Так, некоторые антропологи склонны искать причину на небесах.

Около 2,8 миллиона лет назад сравнительно близко от Земли взорвалась сверхновая звезда, что вызвало на нашей планете резкие климатические изменения, возможно, ускорившие эволюцию человека. К такому выводу пришли участники германо-австрийской экспедиции. Они обнаружили на дне океана отложения изотопа железа Fe-60, которые могли возникнуть лишь при взрыве сверхновой звезды.

Как отмечает руководитель экспедиции Гюнтер Коршинек, эти отложения были впервые обнаружены в 1999 году в южной части Тихого океана, но тогда взятые образцы не удалось точно датировать. Теперь ученые исследовали пробы океанического дна, взятые еще четверть века назад к юго-востоку от Гавайских островов. Там за последние миллионы лет земная кора мало изменилась, а потому удалось определить время появления на нашей планете большого количества изотопа Fe-60 – своего рода пепла сгоревшей звезды. По оценке ученых, она находилась в 50 – 100 световых годах от Солнца. В ту пору эта звезда, наверное, воссияла на небосводе гораздо ярче полной Луны.

Но именно тогда, после взрыва сверхновой, климат на Земле изменился. Стало заметно холоднее; количество льда на полюсах увеличилось; в Африке началась засуха. По мнению Коршинека, это изменение климата вызвано мощным потоком излучения со взорвавшейся сверхновой. Заряженные частицы, достигавшие атмосферы Земли, становились здесь крохотными центрами конденсации. Облачность на планете усилилась.

«Некоторые исследователи полагают, что наши далекие предки покинули Африку вследствие этих климатических изменений», – говорит Коршинек. Эти изменения стали движителем человеческой эволюции. Древние гоминиды расселились на обширной территории, где вынуждены были терпеть капризы климата, свыкаться с ними, – а значит, изменяться, совершенствоваться. Если следовать этой гипотезе, то именно взрыв сверхновой звезды дал важный импульс эволюции. Так в жизнь рода людского впервые вмешался космический фактор. Сколько еще раз это произойдет?

Всего, по оценкам астрономов, со времени зарождения жизни на нашей планете, то есть за последние три миллиарда лет, в окрестностях Солнечной системы несколько раз взрывались сверхновые звезды. Можно лишь предполагать, что эти космические катастрофы существенно повлияли на эволюционные процессы, протекавшие на Земле.

История и комментарии: кто из Африки ушел?

Останки наших далеких предков, в том числе и Homo sapiens, археологи ищут (и находят!) прежде всего в Африке. Не случайно в среде ученых давно возникла гипотеза Out-of-Africa («Исход из Африки»). Она описывала поведение и Homo erectus, колонизовавшего громадные просторы Азии и Европы чуть менее двух миллионов лет назад, и «человека разумного», впоследствии повторившего этот подвиг. «Представители Homo sapiens принесли зачатки современной жизни в Азию, а позднее – в Европу и Австралию, – писал британский палеоантрополог Кристофер Стрингер. – Они стали предками всех нас, ныне живущих, – не только европейцев, но и всех народов Земли, от эскимосов в Гренландии и пигмеев в Африке до аборигенов Австралии и индейцев Америки».

Разумеется, между двумя этими завоеваниями мира имелось коренное отличие: «человек прямоходящий» заселял огромные безлюдные пространства, на которые вообще никогда не ступала нога человека. А вот Homo sapiens, пускаясь в путь, всюду встречал своих дальних родичей. Так, в Европе и Передней Азии в ту пору жили неандертальцы; в Южной и Восточной Азии – другие потомки Homo erectus. Что стало с исконными обитателями сих мест? Были ли они истреблены, оттеснены в глухие, необитаемые места или же постепенно слились с новыми покорителями суши, передав им толику своих генов. Исчезновение древних гоминидов, пишет британский антрополог Роберт Фоули, «является одной из самых удивительных и в то же время малопонятных проблем человеческой эволюции».

Сторонники гипотезы «Out-of-Africa» в основном уверуют в мрачный финал этой эволюции, в конце которой, как в шекспировских драмах, лежат горы дымящихся трупов. Воинственные и хитрые Homo sapiens без труда истребили своих соперников, взяв над ними верх то в прямой борьбе, то исподволь, в «экономическом сражении», лишив их всех средств к существованию.

Такова в общих чертах истина, отстаиваемая «африканистами». Археологические находки вроде бы ее подтверждают. Да, открытия делаются в основном в Африке. С другой стороны, именно туда в поисках следов древнего человека и направляются ученые – в бывшие европейские колонии в Африке и желательно в наиболее спокойные из них, например, в Кению. Мало охотников рискнуть и поехать в азиатские джунгли, скажем, в Мьянму – страну, где у власти находится военная диктатура.

Между тем в научных кругах бытует и другая, «мультирегиональная гипотеза». Согласно ей потомки Homo erectus постепенно смешались с новыми пришельцами из Африки. В этой генетической смеси сформировался современный человек.

Еще в 1940 году немецкий палеонтолог Франц Вайденрайх писал: «Эволюция протекала всюду, где проживал человек. Каждый регион развивался по-своему». По его мнению, древнейшие обитатели Африки, Азии и Европы регулярно поддерживали контакты между собой, обмениваясь идеями, изобретениями и… генами. Поэтому гены древнейших представителей рода человеческого преспокойно вошли в ДНК современного Homo sapiens.

Завоевательного похода не было. Его идея навеяна типичной для Запада недооценкой всех прочих мировых культур. Схема – «цивилизатор пришел, увидел, победил» – неверна для доисторической эпохи. Это лишь нам, с позиций нашего опыта, кажется, что любые переселенцы (и первые Homo sapiens с ними), явившись в чужой им край, немедленно начинают истреблять аборигенов. Но был ли архаический геноцид? Может быть, дальнейшие археологические раскопки за пределами Африки откроют нам что-то другое?

Где ищут, там и находят. Самый яркий тому пример – открытие «Тумая». Восемь лет, как завороженный, Мишель Вруне искал следы пребывания древнейших людей в центральной части Африки – там, где их быть не могло, на взгляд современной науки. А если с таким же упорством вести раскопки в отдаленных районах Мьянмы? А если в Америке – «терра инкогнита» современной антропологии? Быть может, историю заселения Америки придется переписывать заново, после того как ученые перекопают американскую землю?

«Африканисты», впрочем, избавили себя от непосильного труда, прибегнув к анализу митохондриальной ДНК. Он показал родство всех современных людей. Все они оказались потомками «Евы» – женщины, жившей почти 200 тысяч лет назад в Африке. Круг замкнулся. Научное исследование подтвердило библейскую историю. Ветхозаветный Эдем отыскался в африканской дали.

Кажется, туда ведут все пути – палеоантропологов, генетиков, богословов. Большинство ученых придерживаются теории «Исхода из Африки», согласно которой современное человечество произошло от одной, поначалу маленькой группы гоминидов – так называемого вида Homo sapiens, сформировавшегося в Восточной Африке 150 – 200 тысяч лет назад и расселившегося оттуда по всей Земле, вытесняя аборигенов, например, знаменитых неандертальцев. Сторонники «мультирегиональной» гипотезы тоже, кажется, разбиты по всем направлениям?

^{По мнению британского ученого Ричарда Нива, африканская «Ева» выглядела так}

А сомнения все-таки остаются – пусть они и кажутся уловками казуистов. В последние лет пятнадцать самым закоренелым скептиком оставался Милфорд Уолпофф, профессор антропологии Мичиганского университета. Около 2,0 – 1,7 миллиона лет назад Homo erectus колонизовал просторы Азии и Европы. Племена Homo erectus, поселившиеся в разных регионах Земли, постепенно эволюционировали там, превращаясь в ту или иную разновидность Homo sapiens. Предком всех европейцев был неандертальский человек, китайцев – пекинский человек, южных азиатов и австралийских аборигенов – яванский человек. Вот основный тезис, отстаиваемый им и его сторонниками: в различных регионах Земли образовались свои популяции гоминидов. История Адама и Евы – не уникальное явление, а сериал, разыгранный в разных географических декорациях.

Вот, например, изучая ископаемые фрагменты черепа «яванского человека», как не обратить внимание на мощные, сплошные надбровные выступы, характерную косточку на скулах, костный выступ на нижнем краю глазниц, а также плавно поднимающееся основание носа? Эти уникальные морфологические особенности неизменны в здешнем регионе на протяжении последних 700 тысяч лет, в то время как другие черты яванцев постоянно менялись.

Современный европеец отличается от жителя Явы почти так же, как яванский человек – от неандертальского: их разнит, например, форма носа и резцов. Все те же архаические черты проступают в облике наших современников, словно и не были они потомками тех, кто более 40 тысяч лет назад совершил свой «Out-of-Africa». Что же тогда их объединяет? «Они – потомки различных популяций человека прямоходящего (Homo erectus), когда-то расселившихся по миру», – говорят «мультирегионалисты». Долгое время эти популяции могли развиваться лишь в субтропических областях Африки и Азии, но потом, овладев огнем, завоевали весь мир. А когда они, кстати, овладели огнем?

История и комментарии: укрощение огня

До недавних пор считалось, что первые достоверные свидетельства укрощения огня человеком относятся примерно к эпохе 250-тысячелетней давности. Споры, впрочем, вызывала находка, сделанная в пещере Чжоукоудянь близ Пекина. В этой пещере люди жили на протяжении нескольких сотен тысяч лет подряд, и здесь были обнаружены следы древних очагов возрастом 300 – 500 тысяч лет.

Однако и этот срок – не предел. Возможно, люди научились добывать огонь гораздо раньше. В 2004 году на страницах журнала «Science» была опубликована статья, авторы которой утверждали, что нашли следы древнего очага, сооруженного около 790 тысяч лет назад! «Я думаю, что это самое убедительное на данный момент доказательство того, что люди пользовались огнем раньше, чем 250 тысяч лет назад», – подчеркивает авторитетный американский антрополог Ричард Клейн. «Эта дата хорошо соотносится с известными нам сроками расселения первых гоминидов в Европе и Северном Китае, – отмечает Кристофер Стрингер. – Вероятно, именно овладение огнем позволило гоминидам проникнуть в такие регионы, которые прежде были слишком суровы для проживания в них людей». Что же было найдено в местечке Гешер Бнот-Яков на севере Израиля?

В течение 15 лет группа археологов под руководством Наоми Горен-Инбар из Еврейского университета в Иерусалиме просеивала землю на месте располагавшейся здесь когда-то стоянки Homo erectus. Из земли извлекали семена, щепки, древесную труху, осматривая, нет ли на них следов огня.

В общей сложности было найдено и обследовано 23 454 семени и 50 582 древесных фрагмента. Всего два процента из них было обожжено. Значит, в пещере не бушевал пожар, иначе бы выгорело все, относившееся к данному слою раскопок. Очевидно, огонь был сосредоточен на небольших участках, то есть горел очаг, куда попадала та или иная веточка или семя.

А что это были за травинки-былинки? Как оказалось, обгорели в основном ветки оливкового дерева и винограда, а также стебли ячменя; все это были съедобные растения. Вероятно, люди поджаривали плоды и зерна, чтобы их съесть. Так, может быть, они еще тогда, почти восемьсот тысяч лет назад, стали регулярно питаться жареной пищей? Калорийность питания увеличилась; вырос объем мозга; кроме того, при подобной диете легче было переносить холод, а потому люди уходили все дальше на север, расселяясь на землях, изобиловавших зверьем и еще не освоенных человеком.

История и комментарии: Homo sapiens – все старше и старше

Постепенно становятся старше и древнейшие известные нам останки анатомически современного человека.

В 2003 году на страницах журнала «Nature» были опубликованы результаты исследования ископаемых останков человека, обнаруженных американским антропологом Тимом Уайтом в Эфиопии, в 230 километрах к северо-востоку от Аддис-Абебы, в районе деревушки Херто. Здесь отыскали фрагменты трех черепов анатомически современного человека, в том числе череп ребенка. С помощью аргонно-изотопного метода удалось определить их возраст: 154 – 160 тысяч лет.

Итак, оказалось, что ученые имеют дело с древнейшими на тот момент останками Homo sapiens. Неслучайно этой разновидности человека дали имя Idaltu, что означает «старейший» в переводе с языка афар, на котором говорят местные жители.

Немало интересного принес и осмотр черепа «Идалту». На его поверхности обнаружились надрезы, сделанные острыми инструментами. По-видимому, кости черепа после смерти были выскоблены – очищены от мягких тканей. Найденный Уайтом череп ребенка был даже отполирован. Пока не ясно, имеем ли мы дело с определенным ритуалом погребения умерших или же эти люди стали жертвами каннибалов. Вообще же о пищевых пристрастиях «Идалту» можно сказать одно: судя по найденным здесь костям, они предпочитали поедать мясо бегемотов.

Данная находка отлично вписывается в сценарий «Исхода из Африки». Только в Африке мы имеем дело с непрерывной эволюцией человека, эволюцией, увенчавшейся становлением анатомически современного человека.

Например, в Эфиопии, в округе Дако, обнаружены останки Homo erectus возрастом миллион лет, а в округе Бодо – останки гоминида, жившего 500 тысяч лет назад. Возраст почти полностью сохранившегося черепа гоминида из Танзании – 250 тысяч лет, а возраст останков анатомически современного человека из Южной Африки и Судана – соответственно 120 и 150 тысяч лет. Останки человека из Херто заполняют брешь в этой галерее предков.

«Идалту» – древнейший пример анатомически современного человека, подчеркивает Кристофер Стрингер. Он обладает головным мозгом примерно того же объема, что и современный человек. Его лицо сочетает архаические и современные черты: слегка выпуклый лоб, слабо выраженные надбровия, широко расставленные глаза, плоское лицо, подбородок не выдается вперед.

Эта находка лишний раз доказывает, что анатомически современный человек сформировался задолго до исчезновения неандертальцев. «Африканские гоминиды уже имели анатомию современных людей в то время, как европейские неандертальцы были совершенно иными, – подчеркивает эфиопский археолог Беран Асфоу. – На основе этих черепов можно с уверенностью сказать, что неандертальцы не имеют ничего общего с современными людьми». Открытия археологов хорошо согласуются с результатами генетического анализа.

Так, по данным исследования, проведенного генетиками из Упсалы и Лейпцига, последний общий предок всех современных людей жил 172 тысячи лет назад в Африке и уже оттуда расселился по всему земному шару.

В течение двух лет «Идалту» оставался старейшим известным науке анатомически современным человеком. Однако в 2005 году рекорд был значительно перекрыт. Новый претендент на старшинство ждал своей очереди почти тридцать лет. Еще в 1967 году знаменитый антрополог Ричард Лики обнаружил на берегу эфиопской реки Омо фрагменты черепов двух Homo sapiens, живших примерно 130 тысяч лет назад. Однако в 2005 году Ян Макдугалл из Австралийского университета, прибегнув к радиоактивному анализу и генетической реконструкции, определил, что возраст этих людей – 200 тысяч лет. Таким образом, мы имеем дело с самыми древними на сегодняшний день останками анатомически современного человека.

История и комментарии: карта мира у нас в животе

Теория «Исхода из Африки» получила всеобщее признание. Антропологи давно спорят о том, какими маршрутами двигались наши далекие предки, покидая «черный континент». Однако даже новейшие генетические методы анализа пока не позволяют точно восстановить маршруты этих странствий.

Национальное географическое общество и Want Family Foundation выделили 40 миллионов долларов на «Genographic Project», работы над которым не так давно начались. К 2010 году предстоит изучить генетические характеристики многих коренных этнических групп на трех континентах – в медвежьих углах Евразии, Африки, Австралии. Первые результаты работы были опубликованы в 2005 годом журналом «Science».

В основе подобного исследования лежит следующее. Сравнивая между собой гены различных людей, ученые находят различия в последовательности звеньев ДНК. Чем меньше таких различий у представителей двух групп населения, тем в более близком родстве, видимо, находятся сами эти группы, тем недавнее они обособились. А чем больше различий, тем отдаленнее родство, тем протяженнее время раздельной жизни этих групп. Зная средние скорости накопления таких генетических различий, можно определить, когда именно начали расходиться те или иные группы населения.

Вот некоторые из наблюдений, сделанных в последнее время учеными.

Прежде большинство антропологов считали, что Homo sapiens покинул Африку около 45 тысяч лет назад. Однако находки более древних генетических линий в австрало-азиатском регионе ставят под сомнение эту гипотезу. Вероятно, люди современного типа стали расселяться в Азии еще 60 – 70 тысяч лет назад.

Как сообщают исследователи из университета Глазго во главе с Винсентом Маколеем, анализ митохондриальных ДНК племени орангасли, живущего в Малайзии, показал, что в некоторых фрагментах ДНК имеются уникальные мутации, возникшие от 44 до 63 тысяч лет назад. По дополнительным признакам ученые определили, что эти мутации появились уже в Азии. Древнейшая генетическая линия, с которой можно сравнивать эти ДНК, – это линия L3, сформировавшаяся в Африке 84 тысячи лет назад. Примерно через двадцать тысяч лет после «Исхода из Африки» она расщепилась на так называемые М-, N– и R-ветви, три основные линии австрало-азиатского региона. Стремительное формирование этих ветвей из одной-единственной генетической линии (L3) может свидетельствовать о чрезвычайно быстром процессе колонизации этого региона. По оценкам исследователей, скорость колонизации составляла от 0,7 до 4 километров в год.

Результаты работы эстоно-индийской экспедиции на Никобарских и Андаманских островах также свидетельствуют, что во время «Исхода из Африки» первые люди относительно быстро достигли побережья Индийского океана и берегов Азии. Если жители Никобарских островов, очевидно, являются потомками азиатов, появившихся здесь лишь 18 тысяч лет назад, то среди племен, населяющих Андаманские острова, ученые выделили две группы местных жителей, относящихся к основной линии М. Данные генетические группы обособились еще около 60 тысяч лет назад, после расщепления ветви М. Десятки тысяч лет андаманцы живут на своих островах в своеобразной генетической изоляции. По словам руководителя экспедиции Лалджи Сингха, возможно, они являются потомками первых людей, переселившихся около 60 тысяч лет назад из Африки в Азию морским путем. «Они, – говорит Сингх, – словно приоткрывают окно в прошлое, хранят тайну происхождения азиатов».

Однако говорить более конкретно о маршруте расселения современного человека можно лишь по окончании «генографического проекта».

Пока же в спор вмешались молекулярные биологи. В начале XXI века они исследовали, как изменился за минувшие тысячелетия геном нашей неизменной спутницы – кишечной бактерии Helicobacter pylori. Ее можно встретить в желудке почти каждого из нас. Обычно ее присутствие не вредит человеку. Впрочем, при определенных условиях эта бактерия повинна в появлении язвы желудка.

За многие тысячи лет нашего с ней сосуществования Helicobacter pylori не раз претерпевала генетические мутации. Если одна и та же мутация встречается у народов, живущих за тысячи километров друг от друга, значит, их давние предки когда-то жили и столовались по соседству. Вот так одна крохотная бактерия хранит тайны многих странствий «хомо сапиенс».

Международная группа исследователей – ей руководили немецкие биологи Марк Ахтман и Себастьян Зюрбаум – собрала образцы Helicobacter pylori в 27 регионах планеты и изучила определенные фрагменты ее ДНК. Выявилось более тысячи вариаций. Они и послужили отправной точкой для разгадывания этого генетического детектива. Кто где жил? Кто с кем ушел? А кто навсегда остался? Микробы все о нас знают!

С помощью специальных компьютерных программ ученые сумели выявить во всем многообразии Helicobacter pylori четыре основные популяции – четыре макросемьи. Они получили названия Africa 1, Africa2, EastAsia и Europe. Две из них, в свою очередь, удалось разделить на несколько возникших позже семейств.

Так, «восточноазиатская макросемья» разветвляется на Amerind, Maori и EAsia (собственно восточноазиатская). Практически все экземпляры Helicobacter pylori, обнаруженные у коренного населения Восточной Азии, относятся к семье EAsia. Бактерии разновидности Maori встречаются в основном у маори и других полинезийцев. А вот Amerind можно найти в желудках и эскимосов, и индейцев Северной и Южной Америки.

Это исследование лишний раз подтверждает выводы, сделанные антропологами и археологами, давно считавшими, что Америка начала заселяться примерно 12 тысяч лет назад выходцами из Восточной Азии.

Еще одна крупная популяция Helicobacter pylori, распространившаяся в Америке, напоминает об одной эпохе в ее истории – эпохе работорговли. В США очень широко представлена типичная для Западной Африки форма бактерии.

Особенно запутана ситуация с этой «бактерией-маркером» в Европе. Ученые выявили около двух сотен ее разновидностей, но так и не сумели навести среди них четкий порядок. Те были хаотично перемешаны. Но ведь такой и была история Европы! За последние тысячелетия несколько волн миграции решительно меняли этнический состав данной части света. Все эти метаморфозы истории, как в летописи, запечатлелись в сегментах бактериального генома. Как отмечают исследователи, геном Helicobacter pylori, обнаруженных у европейцев, чрезвычайно мозаичен; он содержит элементы самого разного происхождения.

Исследуя эту мозаику, биологи реконструировали две совершенно разные и, очевидно, уже не существующие сейчас формы Helicobacter pylori – АЕ1 и АЕ2, которыми были заражены предки современных европейцев тысячи лет назад. Позднее произошло смешение этих двух групп населения – носителей АЕ1 и АЕ2. Началась постепенная рекомбинация данных форм бактерий. Это и породило то многообразие европейских разновидностей Helicobacter pylori.

Биологи, кстати, очертили области расселения потомков тех этносов, что когда-то были носителями АЕ1 и АЕ2. Первые проживают в Эстонии, Финляндии и на севере Индии; вторые – в Испании, Израиле и… Судане. Возможно, где-нибудь в этих регионах можно и сейчас встретить людей, в чьих организмах продолжают жить исконные формы европейской Helicobacter pylori – АЕ1 и АЕ2, но пока ученым не удалось их обнаружить.

Зато они все-таки наметили два примерных маршрута, по которым наши предки устремились в сторону Европы. Одна группа населения двигалась сюда из стран Центральной Азии (это носители бактерии АЕ1); другие – из Северной Африки и Ближнего Востока. Эти выводы не опровергают, а вполне вписываются в современные представления антропологов о том, как заселялась Европа.

Основных волн переселений, как считается, было две. В эпоху неолита земледельцы из Передней Азии, постепенно продвигаясь на север, достигли Европы и расселились здесь, оттесняя немногочисленных ее жителей, занимавшихся охотой и собирательством, или же смешиваясь с ними. С востока – со стороны Урала – в Европу направилась другая группа племен. Они сошлись на европейской земле. Зримым знаком их встречи, их сравнительно мирного сосуществования и стали… сотни разновидностей Helicobacter pylori. Так смешиваются этносы, а «бактерия-маркер», оказывается, все помнит об этом.